本文關(guān)鍵詞：基于模糊PID的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電研究

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【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、價(jià)格低、容錯(cuò)能力強(qiáng)、可以在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。目前,對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速過(guò)程的研究較多,而對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電過(guò)程的研究相對(duì)較少。本文首先分析了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電動(dòng)過(guò)程和發(fā)電過(guò)程是對(duì)稱的,在此基礎(chǔ)上,對(duì)其發(fā)電原理、數(shù)學(xué)模型、電磁關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步研究。介紹了三種常用的發(fā)電控制方法,推導(dǎo)了電機(jī)發(fā)電過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,論述了發(fā)電過(guò)程兩種常用的勵(lì)磁電路。接著在Matlab/Simulink軟件下搭建了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,系統(tǒng)采用電壓、電流雙閉環(huán)控制,運(yùn)用常規(guī)PID控制策略使發(fā)電電壓跟隨給定。針對(duì)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)系統(tǒng)發(fā)電電壓發(fā)生波動(dòng)的問(wèn)題,提出了新型復(fù)合控制方法,通過(guò)增加前饋環(huán)節(jié)對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償,獲得了較好的控制效果。由于常規(guī)PID參數(shù)整定費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精度不高,當(dāng)模型參數(shù)發(fā)生變化時(shí),相應(yīng)PID參數(shù)也需要跟著改變,自適應(yīng)性差,本研究運(yùn)用了一種更先進(jìn)的控制算法—模糊PID控制。制定了49條模糊規(guī)則,搭建了基于模糊PI的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)仿真對(duì)比,驗(yàn)證了模糊PI控制比常規(guī)PI控制具有較高的自適應(yīng)性和抗干擾性。最后,完成了基于DSP控制的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和部分調(diào)試工作。設(shè)計(jì)了功率變換電路和檢測(cè)電路,編寫了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的流程圖和軟件程序,進(jìn)行了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速和發(fā)電過(guò)程的相關(guān)實(shí)驗(yàn),本研究對(duì)后續(xù)研究開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電過(guò)程具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電 復(fù)合控制 模糊PID控制 自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 研究背景7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀7-8
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀8
• 1.3 研究目的和意義8-9
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容9-11
• 2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)理論研究11-25
• 2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理11-12
• 2.1.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)11
• 2.1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的原理11-12
• 2.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)12-14
• 2.2.1 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的原理12-13
• 2.2.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的控制策略14-17
• 2.3.1 電流斬波控制（CCC）14-15
• 2.3.2 角度位置控制（APC）15-16
• 2.3.3 電壓PWM控制16-17
• 2.4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)基本方程17-19
• 2.4.1 電路方程17-18
• 2.4.2 機(jī)械方程18-19
• 2.4.3 機(jī)電聯(lián)系方程19
• 2.5 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)線性模型分析19-24
• 2.5.1 基于線性模型的繞組電流分析20-22
• 2.5.2 發(fā)電條件分析22
• 2.5.3 發(fā)電運(yùn)行的自然輸出特性22-23
• 2.5.4 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)仿真模型25-34
• 3.1 仿真軟件介紹25-26
• 3.2 發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁模式26-27
• 3.3 仿真模型搭建27-29
• 3.4 各模塊分析29-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 基于模糊PID的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電34-63
• 4.1 常規(guī)PID控制34-46
• 4.2 新型復(fù)合控制46-49
• 4.3 兩種勵(lì)磁模式發(fā)電比較49-51
• 4.4 模糊PID控制51-62
• 4.4.1 模糊PID控制原理51-52
• 4.4.2 模糊規(guī)則表的整定52-58
• 4.4.3 仿真分析58-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)63-72
• 5.1 硬件設(shè)計(jì)63-66
• 5.1.1 硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)63
• 5.1.2 功率變換電路63-64
• 5.1.3 位置檢測(cè)電路64-66
• 5.1.4 電流檢測(cè)電路66
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)66-70
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)67-68
• 5.2.2 子程序設(shè)計(jì)68-70
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄78-81

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